气候变化的高低纬驱动问题：关键事件的全球石笋年代精确对比

Climate research of China stands at the front of the world. One of the most important progresses achieved in the past two decades is the establishment of a close teleconnection of the key climate events, such as the Younger Dryas event, between low/mid-latitude Asian monsoon and high-latitude climates. However, the precise timing or phase-relation between the low and high latitude climate events, or whether the trigger or driver resides in high or low latitude remains unclear and urgent to resolve. Currently, it is still impractical to address this scientific issue based merely on comparisons among different climate archives due to their systematic uncertainties from different chronological methods. The most feasible approach at present is to establish precise time series of the key climate events from speleothems from high to low latitudes via recently improved U-Th dating technique in a same laboratory. This project aims to precisely characterize several key climate events (particularly the Younger Dryas event) from different climate systems at different latitudes via high-resolution speleothem records, establish precise time series of high to low latitude events and their phase relationship, and in turn assess the dynamic role of the high and low latitude climate changes in triggering/driving the climate events and their propagation and response/feedback mechanisms. The precise timing and high-resolution records obtained from this project will in turn allow us to establish a set of chronological benchmarks with unprecedented precision and accuracy for correlating and calibrating climate records since MIS 5e. This will further strengthen the important role of Chinese climate research in the world.

中国气候变化研究处于国际前沿，其最为重要的成果之一是揭示了中低纬亚洲季风重要气候事件与高纬气候变化的紧密遥相关关系。但高低纬关键气候事件的精准相位关系、或究竟是高纬还是低纬驱动？目前尚不清楚，亟待深入研究。由于年代学方法不同，该问题难以通过不同性质的气候记录对比来加以解决。而利用全球不同纬度石笋在同一实验室用同一方法对一些关键事件进行U-Th年代学精确对比研究，则成为目前解决该难题的最佳途径。本项目拟在全球范围内通过对高低纬不同气候系统中石笋记录的MIS 5e以来重要气候事件（特别是Younger Dryas事件）进行精确刻画和对比，建立高低纬气候事件的精准时间序列和相位关系，揭示高低纬度对气候事件的驱动、响应和反馈的动力学机制。在此基础上，利用具有精确年代的中国石笋记录系统地建立MIS 5e以来精准的气候事件年代基准及全球气候对比的年代标尺，加强中国气候变化研究的国际地位。

项目按预定要求完成了项目研究工作。野外工作和取样克服了疫情影响、并完成了工作，在全球不同气候系统取得了十分宝贵和理想的石笋样品，奠定了完成项目的基础；发展和改进了一些具有先进水平的技术方法；实验室测试和分析工作已圆满完成（超出项目预期，包括上千个U-Th精确定年和14C数据和上万个稳定同位素分析、以及大量的数据分析等）；在系统精细刻画气候事件方面，提供了一系列新一代的关键石笋记录数据，特别是全新世“金钉子”（即4.2、8.2、11.7 ka BP附近的精准气候变化记录）、新仙女木事件Younger Dryas事件（YD）和海因里希冷期（Heinrich Stadials）/亚洲海因里希阶段（Asian Heinrich Periods (AHPs1-6) 的精确刻画、以及~73ka、105ka事件和MIS5e-MIS6的新一代石笋记录等，确定了主要气候系统之间的对比关系及动力学联系；提供了新的关键14C数据、成为IntCal20 14C 校准曲线最为重要的新数据之一；完成了气候事件精准年代基准、以及全球气候对比关系集成的主要框架工作，有望替代格陵兰冰芯记录、成为该领域的新里程碑之一。已发表包括Science、PNAS、Nature Communications、Science Advances、Communications Earth & Environment等在内的第一和第二标注论文30余篇。上述工作建立了MIS 5e以来重要气候事件的新一代精确定年和高分辨率的系列石笋记录；建立新的高低纬气候事件的精准时间序列、对比关系和相位，取得了高低纬度对千年气候事件的驱动、信号传递、响应和反馈的动力学机制的新认知；构建了以中国石笋记录为基础的全球气候变化的年代学基准和框架。